基于车身薄壁件的约束阻尼结构振动声学特性的研究

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汽车作为一种普遍应用的交通工具,除了代步作用,其乘坐舒适性日益受到消费者及汽车厂商的重视。汽车的NVH性能与乘坐舒适性直接相关。本文讨论了如何在车身顶板加约束阻尼板来对其减振降噪。介绍粘弹性材料的材料特性,对粘弹性材料的本构关系进行分析,采用积分型方程求得其剪切模量的复数表达式。对结构进行有限元分析,用壳单元模拟夹层板,最后求得总的刚度矩阵和质量矩阵。分析各种有限元计算方法,计算夹层板的振动特性。分别采用复特征值法,模态应变能法,修正的模态应变能法讨论,为了节省计算量,最后采用加了绝对值的模态应变能法进行计算。由于粘弹性材料的损耗因子对频率有依赖性,采用实验拟合的曲线来描述粘弹性材料的损耗因子,得到更精确的计算结果。对阻尼复合结构进行了模态实验和频率响应实验。分别采用锤击法和添加白噪声激励的方法,求得结构的固有频率和阻尼比,并与计算结果比较。求出添加阻尼层合约束层前后的频率响应曲线的对比图,分析其振动特性。得出本文的计算方法是有效的。对阻尼复合结构的声学特性进行分析。因为根据实验分析,车身顶板辐射噪声较大,对其添加阻尼约束结构,应用边界元法进行声学仿真分析。随后,对结构参数对计算结果的影响进行了讨论。并优化了约束阻尼复合板的结构设计。为了减少声场辐射量,可改变约束阻尼复合板的尺寸,采用不同材料,以耗散更多的声辐射能量。分析车内噪声产生机理,并进行车内噪声声源实验分析。实验结果发现,车内噪声主要是由后门和车顶后部结构振动的辐射引起。若欲降低车内噪声,首先应降低车身振动。而降低车身振动的有效手段之一是在车身上粘贴粘弹性结构。随后进行样车改进实验,验证本文的降噪方案。
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